BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Masalah pencemaran lingkungan menjadi salah satu topik yang ramai

dibicarakan. Salah satunya adalah pencemaran air. Hal ini disebabkan karena air

merupakan salah satu kebutuhan esensial bagi makhluk hidup. Seiring dengan

meningkatnya jumlah penduduk dunia, maka kebutuhan akan air pun ikut

meningkat. Oleh karena itu, masih banyak penduduk yang menggunakan sumber

air alam untuk memenuhi kebutuhan airnya. Namun, telah banyak sumber air

yang mengalami pencemaran. Akibatnya, sumber air tersebut menjadi berbahaya

untuk digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu bahan pencemar dalam

pencemaran air adalah ion sulfat. Ion sulfat berasal dari air limbah cucian, seperti

cucian laundydan mobil. Kandungan sulfat dalam air limbah ini diperoleh dari

penggunaan detergen.

Beberapa laundry bahkan berdekatan dengan depot air minum dan limbah

yang dihasilkan oleh laundry tersebut dikhawatirkan akan mencemari dan

memberikan efek negatif terhadap depot air minum tersebut. Seperti sebuah

Laundry yang kami temukan di Jl. Merpati sakti, Panam yang tepat bersebelahan

dengan tempat penjualan air minum dalam galon.

Pengambilan sampel dilakukan di selokan air tepat di depan laundry

tersebut yang merupakan tempat aliran akhir dari air hasil cucian. Pengukuran pH

menunjukkan bahwa air limbah bersifat asam dengan pH 9. Hal ini karena air

limbah laundry tersebut telah bercampur dengan limbah lain yang bersifat asam di

dalam selokan.

Salah satu bahan tambahan pada detergen adalah filler (bahan pengisi).

Bahan pengisi merupakan bahan tambahan detergen yang tidak mempunyai

kemampuan meningkatkan daya cuci, tetapi hanya menambah kuantitas. Salah

satu contohnya adalah sodium sulfat (Na2SO4). Oleh karena itu, air limbah cucian

yang menggunakan detergen memiliki kandungan sulfat. Jika air limbah cucian

ini dibuang ke lingkungan maka akan memberikan dampak negatif yang

tergantung dari konsentrasi sulfat dalam air limbah tersebut. Oleh karena itu, perlu

1

diketahui kandungan ion sulfat di dalam air limbah cucian sehingga dapat

memperkirakan apakah kandungan sulfatnya masih berada di bawah ambang batas

dan lingkungan masih sanggup untuk menetralisis ion sulfat tersebut atau tidak

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang percobaan dengan maraknya jasa pencucian

Loundry yang mana limbah dari hasil pencucian tidak ditangani secara bagus

serta jarak loundry dengan depot air minum begitu dekat. Hal ini dapat

menyebabkan air depot akan tercemar oleh limbah air minum yang mana jika air

yang telah tercemar dikonsumsi oleh manusia akan menyebabkan gangguan

kesehatan terhadap masyarakat.

1.3. Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum yang telah dilakukan diantaranya :

1. Mengetahui prinsip kerja dari spektrofotometer UV-Vis

2. Mengetahui konsentrasi dari ion sulfat dalam sampel air limbah laundry

3. Mengetahui panjang gelombang optimum yang dipakai pada percobaan ini

4. Mengetahui persamaan persamaan regresi linearnya

1.4. Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilaksanakan pada Minggu, 13 Maret 2016 yang dimulai pukul

08.00 – 12.00 WIB. Praktikum ini dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik dan

Instrumen, Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

Universitas Riau, Pekanbaru.

2

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Air Limbah

Air tanah adalah air yang tersimpan atau terperangkap di dalam lapisan

batuan yang mengalami pengisian atau penambahan secara terus menerus oleh

alam.Air tanah secara umum mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan,

khususnya dari segi bakteriologis, namun dari segi kimiawi air tanah mempunyai

beberapa karakteristik tertentu tergantung pada lapisan kesadahan, kalsium,

magnesium, sodium, bikarbonat, pH, dan lain-lainnya (Harmayani, 2007).

Limbah adalah zat, energi, dan atau komponen lain yang dikeluarkan atau

dibuang akibat sesuatu kegiatan baik industry maupun non-industri (Peraturan

Daerah Propinsi Daerah Tingkat I Bali, 1988).

Air limbah adalah cairan atau buangan dari rumah tangga, industry maupun

tempat-tempat umum lain yang mengandung bahan–bahan yang dapat

membahayakan kehidupan manusia maupun makhluk hidup lain serta

mengganggu kelestarian lingkungan (Metcalf &Eddy dalamSupradata, 2005).

Air limbah domestik, menurut Keputusan Menteri Lingkungan Hidup

Nomor 112 Tahun 2003 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik disebutkan

pada Pasal 1 ayat 1, bahwa air limbah domestic adalah air limbah yang berasal

dari usaha dan atau kegiatan permukiman (real estate), rumah makan (restaurant),

perkantoran, perniagaan, apartemen dan asrama (Hidayah, 2007).

2.2. Ion Sulfat (SO42-)

Ion sulfat adalah salah satu anion yang banyak terjadi pada air

alam.Merupakan sesuatu yang penting dalam penyediaan air untuk umum karena

pengaruh pencucian perut yang bias terjadi pada manusia apabila ada dalam

konsentrasi yang cukup besar. Sulfat penting dalam penyediaan air untuk umum

maupun untuk industri, karena kecendrungan air untuk mengandungnya dalam

jumlah yang cukup besar untuk membentuk kerak air yang keras pada ketel dan

alat pengubah panas.Konsentrasi standar maksimal yang ditetapkan oleh

3

Dep.Kes.R.I. untuk SO4 dalam air minum adalah sebesar 200-400 mg/L (Sutrisno,

2006).

Sulfat adalah anion yang terjadi secara alami.Kandungan konsentrasi yang

tinggi dalam air minum dapat menyebabkan diare.Dalam studi pada orang-orang

dewasa ditemukan laxative yang sangattinggi di atas 1000 mg/L. Diare yang akut

dapat menyebabkan dehidrasi, terutama pada bayi dan anak kecil yang sudah

mengidap mikroba diare dalam tubuh (Letterman, 1999).

2.3. Spektrofotometer UV-Vis

Metode – metode yang tergolong spektroskopi di dasarkan pada interaksi

antara zat kimiadengan energy, biasanya energy cahaya .Metode Spektroskopi

sinar tampak berdasarkan penyerapan sinar tampak oeleh suatu larutan

bewarna.Oleh karena itu metode ini dikenal juga sebagai metode

kalorimetri .Hanya larutan senyawa bewarna yang dapat ditentukan dengan

metode ini.Senyawa yang tak bewarna dapat dibuat bewarna dengan

mereaksikannya dengan pereaksi yang menghasilkan senyawa yang

bewarna.Contoh ion Fe3+ dengan ion CNS- menghasilkan larutan bewarna merah.

Lazimnya, kalorimetri dilakukan dengan membandingkan larutan standar dengan

cuplikan yang dibuuat dalam keadaan sama dengan menggunakan tabung Nesler

atau calorimeter dubosq. Kalorimeter elektronik umlah cahaya yang diserap

berbanding lurus dengan konsentrasi larutan (Hendayana,1994)

Perangkat pemilah panjang gelombang berfungsi memilah jangka panjang

gelombang tertentu dengan cara menapiskan cahaya yang tak dikehendaki.

Detektor yang paling umum yang digunaka adalah transuder optik yang merubah

energi cahaya menjadi energi listrik yang dapat dipantau dengan mudah oleh

beragam perangkat baca. Perangkat baca adalah sebuah peralatan listrik yang

menampilkan arus dari detector dalam satuan yang bertalian (misalnya daya serap

atau transimitan). Perangkat baca yang paling sering digunakan adalah meter

analog, yang berpijak pada galvanometer (Munson, 1991).

Warna adalah salah satu kriteria untuk mengindentifikasi suatu objek pada

analisis spektrokimia, spectrum radiasi elektromagnetik digunakan untuk

menganalisis spesies kimia dan menelaah interaksi dengan radiasi

4

elektromagnetik. Suatu foton memiliki energy tertentu dan dapat menyebabkan

transisi tingkat energy suatu atom atau molekul. Karena tiap spesies kimia

mempunyai tingkat – tingkat energy yang berbeda, maka transisi perubahan

energy juga berbeda. Berarti suatu spectrum yang diperoleh dengan memplot

beberapa fungsi frekuensi terhadap frekuensi radiasi elektromagnetik adalah untuk

identifikasi.Pada analisis spektrokimia dari frekuensi 10 – 1000 Hz perubahan

energy disebabkan oleh transisi energy, vibrasi, elektronik, dan inti. Dasar analisis

spektroskopi adalah interaksi radiasi dengan spesies kimia (Khopkar,1990).

Kebanyakan penerapan spektrofotometri ultra violet dan tampak pada

senyawa organic didasarkan pada transisi n – π* atau π – π* dank arena itu perlu

adanya kromator dalam molekul itu. Transisi ini terjadi dalamdaerah spectrum

(sekitar 200-700 nm) yang baik dugunakan untuk ekperimen. Spektroforometri

UV-Vis yang komersial biasanya beroperasi sekitar 175 atau 200-1000 nm)

(Day dan underwood,1999).

Spektrofotometer menghasilkan sinar spectrum dengan panjang

gelombang tertentu. spektofotometer digunakan untuk energi relatif, jika energi

tersebut ditranmisikan, direfleklsikan atau diemisikan sebagai fungsi panjang

gelombang (Pranowo,1011)

5

BAB III

METODE PRAKTIKUM

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat yang digunakan

Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah Erlenmeyer 50 mL,

beaker gelas 100 mL, kaca arloji, pipet tetes, spatula, magnetik stirrer, Pipet mikro

1 mL, labu ukur 100 mL, labu ukur 50 mL, labu ukur 25 mL, labu ukur 10 mL,

labu ukur 500 mL, penjepit, botol semprot, P Selecta V-1100D

Spectrophotometer, hot plate stirrer PMC 502 series.

3.1.2 Bahan yang digunakan

Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah Natrium Sulfat

(Na2SO4), Akuades (H2O), Barium Clorida (BaCl2. 2H2O), Larutan kondisi

(SO42-), sampel limbah laundry.

3.2 Prosedur Praktikum

3.2.1 Pengambilan Sampel

Sampel air limbah diambil pada tempat pencucian laundry dengan

menggunakan botol yang posisinya bersebelahan dengan depot air.

3.2.2 Pembuatan Larutan Standar

Sebanyak Natrium Sulfat (Na2SO4), 0,74 gram ditimbang, dilarutkan

dengan akuades sebanyak 500 mL dan dihomogenkan. Diambil 10 mL larutan

tadi, kemudian diencerkan di dalam labu takar 100 mL.

3.2.3 Penentuan Panjang Gelombang

Diambil sebanyak 10 mL larutan standar 10 ppm dan dimasukkan ke

dalam erlenmeyer. Distirrer dengan magnetik stirrer, kemudian ditambahkan 1

mL larutan kondisi. Selanjutnya 0,08 gram Barium Clorida (BaCl2) ditambahkan.

Campuran dihomogenkan. Perlakuan yang sama untuk larutan blanko. Kemudian

larutan standar dan larutan blanko diukur absorbansinya dengan menggunakan

6

spektrofotometri UV- Vis dengan rentang panjang gelombang 300-450 nm

dengan interval 5 nm. Kemudian absorbansi yang dihasilkan dicatat.

3.2.4 Penentuan Kestabilan Warna

Diambil sebanyak 10 mL larutan standar 10 ppm dan dimasukkan ke

dalam erlenmeyer. Distirrer dengan magnetik stirrer, kemudian ditambahkan 1

mL larutan kondisi. Selanjutnya 0,08 gram Barium Clorida (BaCl2) ditambahkan.

Campuran dihomogenkan. Perlakuan yang sama untuk larutan blanko. Kemudian

larutan standar dan larutan blanko diukur absorbansinya pada 0 –20 menit dengan

menggunakan spektrofotometri UV- Vis serta panjang gelombangnya 410 nm.

Absorbansi yang dihasilkan dicatat.

3.2.5 Pembuatan Kurva Kalibrasi

Sebanyak 10 mL larutan standar terdiri 0,5 ; 10 ; 15 ; 20 ; 25 ppm.

Kemudian dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan ditambahkan 1 mL larutan

kondisi. 0,08 BaCl2 ditambahkan dan distirrer hingga homogen. Absorbansi

diukur dengan panjang optimum dan waktu kestabilan. Melalui data yang didapat

dibuat grafik absorbansi terhadap waktu.

3.2.6 Penentuan Absorbansi Sampel

Sebanyak 6 sampel digolongkan, yaitu sampel A terdiri dari komposit

sampel laundy1 dan 6 (1:1), sampel B terdiri dari sampel laundy2, sampel C

terdiri dari komposit sampel laundy3 dan 4 (1:1), dan sampel D terdiri sampel

laundy5. Masing –masing sampel diambil sebanyak 10 mL, kemudian

ditambahkan larutan kondisi sebanyak 1 mL dan BaCl2 sebanyak 0,08 g

campuran distrirrer dengan magnetik stirrer sampai homogen. Perlakuan yang

sama untuk larutan blanko. Kemudian larutan masing-masing sampel dan larutan

blanko diukur absorbansinya dengan menggunakan spektrofotometri UV- Vis

dengan panjang gelombang 410 nm. Kemudian absorbansi yang dihasilkan

dicatat.

7

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

4.1.1 Data Pengamatan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan diperoleh data sebagai

berikut :

Tabel 4.1. Absorbansi larutan standar pada penentuan panjang gelombang

optimum

Panjang Gelombang (nm) Absorbansi

390 0,066

395 0,065

400 0,066

405 0,067

410 0,069

415 0,063

420 0,062

425 0,061

430 0,059

435 0,058

440 0,056

Tabel 4.2. Absorbansi larutan standar pada penentuan kestabilan turbiditas

Waktu (menit) Absorbansi

0 0,061

1 0,062

2 0,063

3 0,063

4 0,066

5 0,066

6 0,066

7 0,066

8

8 0,066

9 0,066

10 0,066

11 0,066

12 0,066

13 0,064

14 0,062

15 0,061

Tabel 4.3. Absorbansi larutan standar untuk pembuatan kurva kalibrasi pada

panjang gelombang 410 nm

Konsentrasi (ppm) Absorbansi

0 0,000

5 0,032

10 0,120

15 0,153

20 0,288

25 0,956

Tabel 4.4. Data Pengukuran pH dan Absorbansi Sampel

Sampel pH Absorbansi

Larutan Blanko 7 0,000

A (Sampel laundy1 dan 6) 7 0,641

4.1.2 Perhitungan

9

4.1.2.1 Pembuatan larutan natrium sulfat (Na2SO4)

1. Berat natrium sulfat (Na2SO4)

Diketahui : Konsentrasi awal : 1000 ppm

Volume : 50 mL

Ditanya : Berat kristal Na2SO4 yang diambil?

Penyelesaian :

ppm= ArMr

x mgL

1000 ppm= 96 g/mol142 g /mol

x mg0,5 L

71000=96 xmg

mg=7100096

mg=739,58 mg

g=0,73958 gram

2. Pengenceran

A ppm1 . v1=ppm2 . v2

1000 . v1=100 .100 mL

v1=10 mL

b. p pm1 . v1=ppm2 . v2

100 . v1=10 .100 mL

v1=10 mL

c. ppm1 . v1=ppm2 . v2

100 . v1=25 .50 mL

v1=12,5 mL

3. Perhitungan konsentrasi dari sampel air limbah laundry

y=0,0242 x

10

D .p pm1 . v1=ppm2 . v2

100 . v1=20 . 500 mL

v1=10 mL

ep pm1 . v1=ppm2 . v2

100 . v1=15 . 50 mL

v1=7,5 mL

f. p pm1 . v1=ppm2 . v2

10 . v1=5 . 50mL

v1=25 mL

0,641=0,0242 x

0,641=0,242 x

x= 0,6410,0242

x=26,4876 ppm

4.1.3 Reaksi Kimia

Adapun reaksi kimia dari praktikum ini adalah sebagai berikut :

Na2SO4(s) + H2O(aq) 2Na (aq) + SO42-

BaCl2(s) + SO42- BaSO4 (l) + 2Cl-

(l)

4.1.4 Tugas

1. Apa yang dimaksud dengan panjang gelombang optimum?

Jawab : Panjang gelombang optimum adalah panjang gelombang yang

digunakan untuk melakukan analisis kuantitatif pada UV-Vis,

merupakan panjang gelombang dimana zat yang bersangkutan

memberikan serapan yang maksimum, sebab panjamg gelombang ini

lebih akurat.

2. Kenapa harus dicari waktu kestabilan warna?

Jawab : kestabilan warna harus dicari karena UV-Vis hanya dapat bekerja pada

sinar tampak.

4.2 Pembahasan

Pada praktikum ini dilakukan analisis kadar sulfat dalam sampel air

limbah laundy dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis berdasarkan

prinsip turbiditas/kekeruhan. Kekeruhan ini terjadi karena sulfat yang ada dalam

sampel bereaksi dengan kristal BaCl2.2H2O dan reagen kondisi sehingga

membentuk koloid tersuspensi. Semakin tinggi konsentrasi sulfat dalam sampel

maka akan semakin keruh pula larutan yang terbentuk.

Ada dua zat yang ditambahkan ke dalam sampel, yaitu kristal BaCl2.2H2O

dan reagen kondisi. Penambahan kristal BaCl2.2H2O bertujuan agar ion sulfat

11

dalam sampel berikatan dengan ion Ba2+ dari kristal sehingga terbentuk garam

BaSO4. Kelarutan garam ini sangat kecil dalam air sehingga akan mengendap

dalam bentuk endapan koloid putih. Pengukuran spekrofotometri tidak dapat

dilakukan jika sulfat berada dalam bentuk endapan. Oleh karena itu, ditambahkan

reagen kondisi untuk menstabilkan koloid yang terbentuk sehingga garam BaSO4

berada dalam bentuk koloid tersuspensi.

Reagen kondisi terbuat dari campuran HCl 37 %, NaCl, etanol 96 %,

gliserol, dan aquadest. Adanya campuran HCl 37 % dan NaCl menyebabkan

reagen kondisi bersifat sebagai buffer asam. Oleh karena itu, penambahan reagen

kondisi ini bertujuan untuk menjaga pH larutan agar tetap konstan karena jika pH

berubah maka sulfat di dalam sampel pun akan berubah bentuk. Apabila pH > 8,

sulfat akan membentuk ion sulfida (S2-), sedangkan jika pH < 8, sulfat cenderung

berada dalam bentuk H2S yang merupakan suatu gas yang berbau busuk. Selain

itu, gliserol dan etanol dalam reagen kondisi bertujuan untuk menstabilkan

suspensi koloid BaSO4 yang terbentuk setelah ditambahkan BaCl2.2H2O dan

menghasilkan larutan yang menjadi agak kental. Kekentalan ini akan menjaga

suspensi koloid stabil dan merata (endapan tidak mengendap) sehingga kekeruhan

dapat diukur pada spektrofotometer.

Namun, sebelum pengukuran absorbansi dilakukan, terlebih dahulu harus

diketahui panjang gelombang optimum dan waktu kestabilan warna dari suspensi

koloid yang akan diukur. Panjang gelombang optimum adalah panjang gelombang

yang memberikan nilai absorbansi tertinggi. Dari pengukuran ini didapatkan

bahwa panjang gelombang optimumnya berada pada 410 nm, yaitu dengan nilai

absorbansi sebesar 0,069. Hasil yang diperoleh ini sesuai dengan panjang

gelombang optimum pada berbagai literatur.

Setelah data panjang gelombang optimum diperoleh, dilakukan

pengukuran waktu kestabilan warna, yaitu waktu ketika suspensi koloid yang

terbentuk berada dalam kondisi stabil. Waktu kestabilan warna ini ditandai dengan

nilai absorbansi yang sama pada range waktu tertentu. Pengukuran waktu

kestabilan warna dilakukan pada menit 1-15 dengan interval 1 menit. Pengukuran

ini memperoleh hasil bahwa kestabilan warna terjadi pada range 4-12 menit

dengan nilai absorbansi sebesar 0,066.

12

Hasil pengukuran panjang gelombang optimum dan waktu kestabilan

warna kemudian digunakan untuk mengukur absorbansi larutan standar dengan

variasi konsentrasi 0, 5, 10, 15, 20, dan 25 ppm. Larutan standar 0 ppm

merupakan larutan blanko yang berfungsi sebagai faktor koreksi terhadap pelarut

dan reagen yang digunakan. Oleh karena itu, pada pengukuran blanko ini nilai

absorbansi yang diperoleh harus 0 (nol) karena yang diukur adalah serapan untuk

pelarut dan reagennya. Dengan demikian, diharapkan pada pengukuran larutan

standar dan sampel yang diukur adalah serapan sulfatnya. Data pengukuran ini

menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi larutan standar maka semakin

tinggi pula nilai absorbansinya. Hubungan ini membentuk garis linier dalam

grafik yang menunjukan bahwa absorbansi adalah fungsi dari konsentrasi.

Garis regresi yang diperoleh memiliki persamaan y = 0,0242x dengan

nilai R2 sebesar 0,6406. Nilai ini menunjukan bahwa linearitas dari kurva adalah

cukup baik dan dapat digunakan dalam penentuan konsentrasi sampel. Nilai

absorbansi sampel air limbah laundy yang diperoleh adalah 0,641. Setelah

melalui perhitungan, diperoleh konsentrasi sulfat dalam sampel tersebut adalah

26,4876 ppm

Penelitian ini menunjukkan bahwa kadar sulfat dalam sampel air limbah

laundyyang diambil masih berada di bawah ambang batas menurut Permenkes

No.416/MENKES/PER/IX/1990, yaitu 400 ppm untuk kualitas air bersih. Di sisi

lain, ditinjau dari segi kualitas air bersih, penelitian ini menunjukkan bahwa kadar

sulfat ini masih dapat diterima oleh lingkungan karena daya dukung lingkungan

masih sanggup untuk menetralkannya. Namun, sampel ini tidak hanya

mengandung sulfat sehingga belum dapat disimpulkan apakah sampel ini ikut

berkontribusi dalam mencemari lingkungan perairan sekitar atau tidak.

13

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Dari praktikum yang telah dilakukan didapat kesimpulan sebagai berikut :

1. Prinsip dari spektrofotometri UV-Vis adalah intensitas cahaya yang

diserap oleh suatu materi

2. Konsentrasi atau kadar ion sulfat dalam air limbah buana laundydi

merpati adalah sebesar 26,4876 ppm

3. Panjang gelombang optimum larutan standar NA2SO4 adalah pada

panjang gelombang 410 nm.

4. Garis regresi yang diperoleh memiliki persamaan y = 0,0242x dengan

nilai R2 sebesar 0,6406.

4.2. Saran

Dari hasil praktikum ini maka disarankan pada praktikan yang ini

mengembangkan praktikum ini selanjutnya untuk melakukan praktikum terhadap

penentuan sulfat dari limbah cair lainnya.

14

Daftar Pustaka

Day, RA dan underwood.1986. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Kelima. Erlangga,

Jakarta.

Hendayana, S. 1994. Kimia Analisis Instrumen Edisi Pertama. IKIP Semarang-

Press, Semarang.

Khopkar, S. M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. UI-Press, Jakarta.

Munson. 1991. Analisis Farmasi Metode Modren. Universitas Airlangga- Press,

Surabaya.

Prawono. 2011. Kimia Komputasi. Lubuk Agung, Bandung.

15